适配完结篇一 - 超快速的Android屏幕适配方式

简介: 由于Android碎片化严重,屏幕分辨率千奇百怪,而想要在各种分辨率的设备上显示基本一致的效果,适配成本越来越高。虽然Android官方提供了dp单位来适配,但其在各种奇怪分辨率下表现却不尽如人意,因此下面探索一种简单且低侵入的适配方式。

由于Android碎片化严重,屏幕分辨率千奇百怪,而想要在各种分辨率的设备上显示基本一致的效果,适配成本越来越高。虽然Android官方提供了dp单位来适配,但其在各种奇怪分辨率下表现却不尽如人意,因此下面探索一种简单且低侵入的适配方式。


谈谈dpi 和 dp


  • dpi全名为dot per inch,它表示每英寸上的像素点个数,所以它也常为屏幕密度。 在Android中使用DisplayMetrics中的densityDpi字段表示该值,并且不少文档中常用dpi来简化或者指代densityDpi。在手机屏幕一定的情况下,如果分辨率越高那么该值则越大,这就意味着画面越清晰、细腻和逼真。


  • The density-independent pixel(dp)is equivalent to one physical pixel on a 160 dpi screen, which is the baseline density assumed by the system for a “medium” density screen.


已知Android的多个显示级别中有一个mdpi,它被称为基准密度。
当dpi=160时1px=1dp,也就是说所有dp和px的转换都是基于mdpi而言的。


已知公式


  • px = density * dp;


  • density = dpi / 160;


屏幕尺寸、分辨率、像素密度三者关系


通常情况下,一部手机的分辨率是宽x高,屏幕大小是以寸为单位,那么三者的关系是:


image.png


以华为P7为例,计算其dpi值。先利用勾股定理得其对角线的像素值为2202.91,再除以对角线的大小5,即2202.91/5=440.582;此处计算出的440.58便是该设备的真实屏幕密度dpi。


现在我们再通过代码来获取设备的dpi值

private void getDisplayInfo(){
    Resources resources=getResources();
    DisplayMetrics displayMetrics = resources.getDisplayMetrics();
    float density = displayMetrics.density;
    int densityDpi = displayMetrics.densityDpi;
    Log.i(TAG, "density = " + density);
    Log.i(TAG, "densityDpi = " + densityDpi);
}


输出:

density = 3.0 
densityDpi = 480


发现代码中获取到的densityDpi=480和我们计算出来的屏幕实际密度值440.582不一样。因为在每部手机出厂时都会为该手机设置屏幕密度,若其屏幕的实际密度是440dpi那么就会将其屏幕密度设置为与之接近的480dpi;如果实际密度为325dpi那么就会将其屏幕密度设置为与之接近的320dpi。


这也就是说常见的屏幕密度是与每个显示级别的最大值相对应的,比如:120、160、240、320、480、640等。顺便说一下,看到代码中的density么?其实它就是一个倍数关系,它表示当前设备的densityDpi和160的比值,480/160=3倍关系属于xxhdpi。从而逻辑分辨率为640dp * 360dp


其实,关于这一点,我们从Android源码对于densityDpi的注释也可以看到一些端倪:

The screen density expressed as dots-per-inch. 
May be either DENSITY_LOW,DENSITY_MEDIUM or DENSITY_HIGH


请注意这里的措辞”May be”,它也没有说一定非要是DENSITY_LOW、

DENSITY_MEDIUM、 DENSITY_HIGH这些系统常量。 这就是Android”碎片化”的一个佐证。


dp并不能做到适配


假设我们UI设计图是按屏幕宽度为360dp来设计的,如果屏幕宽度为1080/(440/160)=392.7dp,也就是屏幕是比设计图要宽的。这种情况下, 即使使用dp也是无法在不同设备上显示为同样效果的。 同时还存在部分设备屏幕宽度不足360dp,这时就会导致按360dp宽度来开发实际显示不全的情况。


对比其他方案


  • 资源目录名 。要讲的的很多. 例如可以针对不同的屏幕提供不同的布局,甚至针对pad与手机提供两套完全不同的布局样式。
    但是通常情况下,设计师并不会对不同屏幕提供不同的设计图,他们的需求仅仅是不同屏幕下控件对屏幕的相对大小一致,直接使用dp并不能满足这一点,而对各种屏幕适配一遍又显得略为繁琐,并且修改也较为麻烦。


  • ConstraintLayout。百分比支持库deprecated之后推荐使用的布局,看起来似乎略复杂。



  • AutoLayout支持库。该库的想法非常好:对照设计图,使用px编写布局,不影响预览;绘制阶段将对应设计图的px数值计算转换为当前屏幕下适配的大小;为简化接入,inflate时自动将各Layout转换为对应的AutoLayout,从而不需要在所有的xml中更改。但是同时该库也存在扩展性较差。对于每一种ViewGroup都要对应编写对应的AutoLayout进行扩展,对于各View的每个需要适配的属性都要编写代码进行适配扩展;在onMeasure阶段进行数值计算。消耗性能,并且这对于非LayoutParams中的属性存在较多不合理之处。


探索新的适配方式



梳理需求


首先来梳理下我们的需求,一般我们设计图都是以固定的尺寸来设计的。比如以分辨率1920px * 1080px来设计,以density为3来标注,也就是屏幕其实是640dp * 360dp。如果我们想在所有设备上显示完全一致,其实是不现实的,因为屏幕高宽比不是固定的,16:9、4:3甚至其他宽高比层出不穷,宽高比不同,显示完全一致就不可能了。但是通常下,我们只需要以宽或高一个维度去适配,比如我们Feed是上下滑动的,只需要保证在所有设备中宽的维度上显示一致即可,再比如一个不支持上下滑动的页面,那么需要保证在高这个维度上都显示一致,尤其不能存在某些设备上显示不全的情况。

因此,总结下大致需求如下:


  • 支持以宽或者高一个维度去适配,保持该维度上和设计图一致;


  • 不能影响现有dp和sp单位的使用


寻找突破口


布局文件中unit转换,最终都是调用 TypedValue#applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics) 来进行转换:

public static float applyDimension(int unit, float value,
                                       DisplayMetrics metrics)
    {
        switch (unit) {
        case COMPLEX_UNIT_PX:
            return value;
        case COMPLEX_UNIT_DIP:
            return value * metrics.density;
        case COMPLEX_UNIT_SP:
            return value * metrics.scaledDensity;
        case COMPLEX_UNIT_PT:
            return value * metrics.xdpi * (1.0f/72);
        case COMPLEX_UNIT_IN:
            return value * metrics.xdpi;
        case COMPLEX_UNIT_MM:
            return value * metrics.xdpi * (1.0f/25.4f);
        }
        return 0;
    }


各种单位说明:


PT(point)点: 一个专用的印刷单位“点”, 也是一种像素单位

IN: 英寸


MM: 毫米.


根据公式很容易得出 1 IN = 25.4MM = 72PT.


对DIP和SP下手对于老项目不够友好, 只能选择这三个单位. 又会发现这三个单位转换得到像素值的时候都会与metrics.xdpi有关


xdpi: The exact physical pixels per inch of the screen in the X dimension.

其实说白了就是X横轴方向的dpi.


一般给的图都是以像素为单位的. 例如1920*1080 5寸屏的我们如果有1pt = 1px.  则如果需要120px的宽度, 我们不用想写成120pt就OK了.


要求得的1pt实际对应的px / 屏幕宽度px = 1px / 设计图宽度px
要求得的1pt实际对应的px = 屏幕宽度px / 设计图宽度px
然后
metrics.xdpi * (1.0f/72) = 对于1pt表示的像素
metrics.xdpi = 1*72=72


当前情况下容易得出 xdpi = 72, 我们还是算出原来的xdpi为440, 也就是大概差了6倍.如果假设1pt = 1px, 在使用过程中发现1pt变现为6px, 也就是突然变大了, 你就知道pt失效导致的.自己去找原因并解决.


最终方案


  • 已知设计图宽度为1080px, 以宽这个维度来适配。


  • 适配后的 xdpi= 72f * 设备真实宽(单位px) / 设计图宽度,接下来只需要把我们计算好的 density 在系统中修改下即可

final Point size = new Point();
        ((WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)).getDefaultDisplay().getSize(size);
        final Resources resources = context.getResources();
        resources.getDisplayMetrics().xdpi = size.x / designWidth * 72f;


总结


  • 使用冷门的pt作为长度单位,按照上述想法将其重定义为与屏幕大小相关的相对单位,不会对dp等常用单位的使用造成影响。


  • 绘制。编写xml时完全对照设计稿上的尺寸来编写,只不过单位换为pt。假如设计图宽度为200,一个控件在设计图上标注的长度为3,只需要在初始化时定义宽度为200,绘制该控件时长度写为3pt,那么在任何大小的屏幕上该控件所表现的长度都为屏幕宽度的3/200。如果需要在代码中动态转换成px的话,使用TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PT, value, metrics)


  • 预览。实时预览时绘制页面是很重要的一个环节。如果美工偷懒拿了个iPhone6的标准尺寸1334x750的设计图,为了实现于正常绘制时一样的预览功能,创建一个长为1334磅,宽为750磅的设备作为预览,经换算约为21.25英寸((sqrt(1334^2 + 750^2))/72)。预览时选择这个设备即可。

  • image.png

这是因为有一个已知条件 1pt = 1px 则等价于xdpi = 72

因为1334px * 750px , 则对角线px = 1530.3px = 1530.3pt = 21.25 inch

如果采用1920px*1080px的屏幕同理啦.


该方案由于不是自己原创, 我偷偷贴个代码, 没人发现吧

package xxx.yyy.zzz;
import java.lang.reflect.Field;
import android.app.Activity;
import android.app.Application;
import android.content.Context;
import android.content.res.Resources;
import android.graphics.Point;
import android.os.Bundle;
import android.util.DisplayMetrics;
import android.util.TypedValue;
import android.view.WindowManager;
/**
 * Created by Caodongyao 
 * 转载请联系作者并注明出处 http://www.jianshu.com/p/b6b9bd1fba4d
 * 使用方法: Application#onCreate中调用一次即可
 */
public class ScreenHelper {
    /**
     * 重新计算displayMetrics.xhdpi, 使单位pt重定义为设计稿的相对长度
     * 
     * @see #activate()
     *
     * @param context
     * @param designWidth
     *            设计稿的宽度
     */
    public static void resetDensity(Context context, float designWidth) {
        if (context == null) return;
        final Point size = new Point();
        ((WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)).getDefaultDisplay().getSize(size);
        final Resources resources = context.getResources();
        resources.getDisplayMetrics().xdpi = size.x / designWidth * 72f;
        DisplayMetrics metrics = getMetricsOnMiui(resources);
        if (metrics != null) {
            metrics.xdpi = size.x / designWidth * 72f;
        }
    }
    /**
     * 恢复displayMetrics为系统原生状态,单位pt恢复为长度单位磅
     * 
     * @see #inactivate()
     *
     * @param context
     */
    public static void restoreDensity(Context context) {
        context.getResources().getDisplayMetrics().setToDefaults();
        DisplayMetrics metrics = getMetricsOnMiui(context.getResources());
        if (metrics != null)
            metrics.setToDefaults();
    }
    // 解决MIUI更改框架导致的MIUI7+Android5.1.1上出现的失效问题(以及极少数基于这部分miui去掉art然后置入xposed的手机)
    private static DisplayMetrics getMetricsOnMiui(Resources resources) {
        if ("MiuiResources".equals(resources.getClass().getSimpleName())
                || "XResources".equals(resources.getClass().getSimpleName())) {
            try {
                Field field = Resources.class.getDeclaredField("mTmpMetrics");
                field.setAccessible(true);
                return (DisplayMetrics) field.get(resources);
            } catch (Exception e) {
                return null;
            }
        }
        return null;
    }
    private Application.ActivityLifecycleCallbacks mActivityLifecycleCallbacks;
    private Application mApplication;
    private float mDesignWidth;
    /**
     *
     * @param application
     *            application
     * @param width
     *            设计稿宽度
     */
    public ScreenHelper(Application application, float width) {
        mApplication = application;
        mDesignWidth = width;
        mActivityLifecycleCallbacks = new Application.ActivityLifecycleCallbacks() {
            @Override
            public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {
                // 通常情况下application与activity得到的resource虽然不是一个实例,但是displayMetrics是同一个实例,只需调用一次即可
                // 为了面对一些不可预计的情况以及向上兼容,分别调用一次较为保险
                resetDensity(mApplication, mDesignWidth);
                resetDensity(activity, mDesignWidth);
            }
            @Override
            public void onActivityStarted(Activity activity) {
                resetDensity(mApplication, mDesignWidth);
                resetDensity(activity, mDesignWidth);
            }
            @Override
            public void onActivityResumed(Activity activity) {
                resetDensity(mApplication, mDesignWidth);
                resetDensity(activity, mDesignWidth);
            }
            @Override
            public void onActivityPaused(Activity activity) {
            }
            @Override
            public void onActivityStopped(Activity activity) {
            }
            @Override
            public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {
            }
            @Override
            public void onActivityDestroyed(Activity activity) {
            }
        };
    }
    /**
     * 激活本方案
     */
    public void activate() {
        resetDensity(mApplication, mDesignWidth);
        mApplication.registerActivityLifecycleCallbacks(mActivityLifecycleCallbacks);
    }
    /**
     * 恢复系统原生方案
     */
    public void inactivate() {
        restoreDensity(mApplication);
        mApplication.unregisterActivityLifecycleCallbacks(mActivityLifecycleCallbacks);
    }
    /**
     * 转换pt为px
     * @param context context
     * @param value 需要转换的pt值,若context.resources.displayMetrics经过resetDensity()的修改则得到修正的相对长度,否则得到原生的磅
     * @return px值
     */
    public static float pt2px(Context context, float value){
        return TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PT, value, context.getResources().getDisplayMetrics());
    }
}


FAQ


若存在webview导致适配失效的问题


可以先继承WebView并重写setOverScrollMode(int mode)方法,在方法中调用super之后调用一遍ScreenHelper.resetDensity(getContext(), designWidth)规避


若存在dialog中适配失效的问题


可以在dialog的oncreate中调用一遍ScreenHelper.resetDensity(getContext(), designWidth)规避


旋转屏幕之后适配失效


可以在onConfigurationChanged中调用ScreenHelper .resetDensity(getContext(), designWidth)规避


特定国产机型ROM中偶先fragment失效


可以在fragment的onCreateView中调用ScreenHelper .resetDensity(getContext(), designWidth)规避


总结


  • 总而言之这是一套按比例适配的方式


  • 以上说的某些情况下xdpi会被还原导致失效, 表现形式为字体大小, View的宽和高突然扩大好几倍的情况发生, 需要使ScreenHelper#resetDensity方法还原.


  • 该方案只考虑x轴方向, 毋需或者暂不考虑y轴方向


  • 如何选择基准设备呢, 这当然根据UI给的切图而定, 但现在的UI一般都是以苹果设备为原型而定. 我给的参考是手机参考1920px*1080px16:9的屏幕,一般而言可以做到手机和Pad通吃,如果你们公司遵循"更大的屏幕显示更多的内容", 可以和美工协商规划.


参考


  1. Android多分辨率适配框架(1)— 核心基础 - CSDN博客


  1. 一种极低成本的Android屏幕适配方式


  1. 一种粗暴快速的Android全屏幕适配方案 - 简书


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